「上帝不擲骰子」這句話是愛因斯坦的名言,相信各位讀者在很多地方都看到過這句話,或許你知道這句話和量子力學有關,但是你肯定不知道,愛因斯坦說的這句話隱藏著對宇宙本質的思考!
物理學家費曼曾經說過:「沒有人真正理解量子力學」,在人類物理學的發展中,量子力學絕對是最讓人費解的物理理論,如果有人在你面前聲稱自己是量子理論的專家。
不用懷疑,這個人一定是個騙子,就像是前一段大火的「量子波動速度」,總有一些人用「量子」的名義去做一些不科學的事情。
愛因斯坦和量子力學可以說是「愛恨糾葛」,1900年普朗克針對黑體輻射的研究促使了「量子力學」的誕生。隨後,愛因斯坦,波爾,海森堡,薛丁格等人都參與進了量子力學的後續發展,因此愛因斯坦本人其實也是量子力學的奠基人之一。
19世紀末二十世紀初,經典力學已經十分完善,但是仍然有一些問題無法解釋,比如「黑體輻射」和「光電效應」,對這些問題的研究促使了科學家發現了另外一個神奇的物理世界——微觀宇宙。
量子力學本身就是討論微觀粒子運動規律的理論,但是讓科學家疑惑的是,微觀粒子的運動和宏觀世界中的經典力學完全不同,量子力學認為粒子的狀態不是百分百肯定的,而是以「概率雲」的形式存在,所有粒子都具備「不確定性」,同時「不確定性」就是宇宙的本質。
直到今天,「不確定性」仍然和量子力學密不可分,比如「薛丁格的貓」就是一個很好的例子,一些在日常生活中不會發生的事情,在量子力學中就擁有了可能性。
愛因斯坦在1905年提出了「光量子」的概念,成功地解釋了光電效應,愛因斯坦憑藉這個研究獲得了諾貝爾獎項,並且光量子這個概念讓科學家發現了光子具備「波粒二象性」,因此愛因斯坦的研究也促使了量子力學的誕生。
和其他物理理論不同,量子力學是在諸多不同科學家的研究和推動下誕生了,因此產生了多種不同的學派和詮釋。
比如著名的「哥爾哈根學派」的「哥爾哈根詮釋」,也就是所謂的「不確定原理」,還有所謂的「多世界詮釋」,在多世界詮釋中,任何一個選擇都會導致全新的平行宇宙誕生。
「哥本哈根詮釋」和「多世界詮釋」是兩種主要的詮釋,其中「哥本哈根詮釋」被更多的科學家接受。在五屆索爾維物理會議上,愛因斯坦和波爾進行了多次的討論,他一直對哥本哈根詮釋不夠滿意,以至於說出了著名的:
「上帝是不擲骰子的!」
很多人認為,愛因斯坦不願意解釋哥本哈根詮釋中的不確定性原理,才說出了「上帝不擲骰子」這句話,如果把不確定性原理代入宇宙,就像是有一個人不斷的丟骰子,在無限的不確定性中,丟出了宇宙的全部。
在經典力學中,宇宙中的一切都是可以預測的,這樣的觀點源自於牛頓的「機械唯物主義」,這個理論中認為,宇宙萬物的運動都具備「機械性」,整個宇宙就像是一個上好了發條的鐘表,從誕生的那一刻開始,它的結局就已經註定。
但是哥本哈根學派卻認為,宇宙的本質是隨機的概率雲,一個例子的位置和速度不可能被同時完全確認,想要讓一個數據準確,另外一個數據就必然會變得模糊,這就是「測不準原理」,「量子隧穿」和「量子漲落」似乎也在暗示,宇宙中的一切可人類眼睛看到的機械宇宙不一樣。
關於量子力學的種種研究證明,「不確定性」就是宇宙的內稟屬性之一,愛因斯坦作為相對論的提出者,他真的在量子力學面前成了保守派嗎?
波爾這樣評價愛因斯坦對量子力學的看法:「落後於時代潮流」。
愛因斯坦的名言「上帝不會擲骰子」成為了愛因斯坦抨擊量子力學不確定性的象徵,可是愛因斯坦這樣的時代偉人,在一個全新的理論面前真的如此保守嗎?
隨著時間的推移,人們逐漸發現,愛因斯坦其實並沒有抨擊量子力學和哥本哈根詮釋,他之所以說「上帝不會擲骰子」的原因是因為愛因斯坦認為,現在的量子力學是不完善的,宇宙一定隱藏著更加深層次的物理規律。
愛因斯坦本人就是量子領域「非決定性」的發現者,但是他不認為量子的非決定性是宇宙的根本,「量子糾纏」這些現象證明,目前的量子力學是不完善的,用一個不完善的理論去描述宇宙的本質,顯然得不到正確的答案。
為此,愛因斯坦在晚年一直試圖尋找到「大一統」的萬物理論,可惜的是,直到今天人類都沒有找到所謂的「萬物理論」,量子力學和相對論的矛盾仍然存在,愛因斯坦和哥本哈根學派的爭執仍然沒有答案。
愛因斯坦並不是抨擊和反對量子力學,而是他認為目前的量子力學不夠完善,隨著人類理論的推進,或許在未來量子力學的「隨機」就會因為新理論的出現變成可以預測的秩序。
你認為宇宙的本質是萬物隨機的不確定性原理,還是按部就班的經典宇宙觀?歡迎在下方評論留下你的答案!